彈道修正彈實(shí)時(shí)氣動(dòng)參數(shù)辨識與彈道重構(gòu)方法研究.pdf

1、為了根據(jù)空中飛行彈丸的一段實(shí)測彈道參數(shù)，準(zhǔn)確重構(gòu)彈丸后續(xù)飛行彈道，計(jì)算彈道偏差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)彈道修正的目的，本文以某彈道修正彈落點(diǎn)預(yù)報(bào)為研究背景，主要研究其彈道模型建立、實(shí)時(shí)氣動(dòng)參數(shù)辨識和彈道重構(gòu)等內(nèi)容。
　　在闡述彈道修正彈飛行原理的基礎(chǔ)上，建立了5自由度彈道方程的實(shí)時(shí)氣動(dòng)參數(shù)辨識模型，并以該模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了混合擴(kuò)展卡爾曼濾波方法中的雅克比矩陣。該模型能對一段實(shí)測彈道參數(shù)進(jìn)行彈道濾波，辨識出空中飛行彈丸的實(shí)際阻力和升力符合系數(shù)，并

2、能較準(zhǔn)確地重構(gòu)出彈丸后續(xù)飛行彈道，預(yù)報(bào)彈道落點(diǎn);且該模型略去高頻快圓運(yùn)動(dòng)，理論和計(jì)算表明，同樣條件下使用5自由度方程算出的射程、側(cè)偏與6自由度方程算出的射程、側(cè)偏幾乎相等，但由于略去了高頻快圓運(yùn)動(dòng)，其計(jì)算速度可比6自由度彈道方程高10倍以上，適合彈上快速實(shí)時(shí)彈道計(jì)算。選取混合擴(kuò)展卡爾曼和球形無跡卡爾曼兩種濾波方法對實(shí)測彈道參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)氣動(dòng)參數(shù)辨識。數(shù)值計(jì)算結(jié)果顯示，上述兩種濾波方法能有效剔除彈道參數(shù)測量值中的噪聲，且彈道坐標(biāo)誤差、阻力和

3、升力符合系數(shù)迅速收斂。對比兩種卡爾曼濾波方法的氣動(dòng)參數(shù)辨識結(jié)果顯示，球形無跡卡爾曼濾波參數(shù)辨識精度高，收斂速度快。
　　在相同測量誤差條件下，重構(gòu)彈道落點(diǎn)精度與采樣間隔和采樣時(shí)間有關(guān)?？紤]到對某大口徑彈道修正彈的彈載計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算，采用混合擴(kuò)展卡爾曼濾波方法時(shí)，采樣間隔宜取60～100ms，采樣時(shí)間宜取10～12s;采用球形無跡卡爾曼濾波方法時(shí)，采樣間隔宜取60～100ms，采樣時(shí)間宜取6～8s。仿真計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果均表明，本文開展